基于MC68HC908MR32的便攜式回旋加速器程序設(shè)計(jì)

鄒良昌

摘 要：回旋加速器是為檢測(cè)大型集裝箱及容器實(shí)時(shí)成像而設(shè)計(jì)的。它還可以應(yīng)用于無(wú)損檢測(cè)的其他領(lǐng)域，使用直線探測(cè)器線陣檢測(cè)高厚工件，及科學(xué)研究。該設(shè)計(jì)是基于飛思卡爾MC68HC908MR32作為加速器的主控制板核心處理器；此MCU運(yùn)行速度快硬件資源豐富，10路10位A/D用于劑量率、電子能量、溫度等模擬量信號(hào)采集，16位共6通道定時(shí)器用于產(chǎn)生加速器主頻電壓、電子能量等時(shí)序脈沖，擴(kuò)展AD5724四通道D/A用于模擬量輸出；DS1305用于保存自動(dòng)搜索最大輻射劑量率的D/A數(shù)據(jù)；該文概要闡述了便攜式回旋加速器的單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：MC68HC908MR32 回旋加速器 自動(dòng)搜索 程序設(shè)計(jì) AD5724

中圖分類號(hào)：TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0158-02

MC68HC908MR32是8位低成本，高性能M68HC08系列中的一員；除摘要內(nèi)介紹的特點(diǎn)，還有大容量存儲(chǔ)32KB片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器，768B片內(nèi)RAM，非常適合編寫(xiě)C程序； 8 MHz內(nèi)部總線頻率能夠滿足信號(hào)處理及控制的速度要求，還含有串行外設(shè)接口模塊（SPI）和串行通信接口模塊（SCI）等接口。AD5724R是四通道12位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），采用雙電源±12V供電，軟件選標(biāo)稱滿量程輸出范圍±10V，采用SPI接口能以最高30MHz的時(shí)鐘速率和MCU通訊，本控制板用3路模擬量輸出。DS1305時(shí)鐘電路采用雙電源供電，掉電后由電池供電，具有SPI接口MCU可與之通訊讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，內(nèi)部96字節(jié)掉電存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)最大劑量率的三路D/A數(shù)據(jù)。

該文結(jié)合DAC和ADC及其他硬件，著重介紹在CodeWarriorforMicrocontrollers V6.3編譯環(huán)境下的回旋加速器C程序設(shè)計(jì)流程及自動(dòng)搜索最大劑量率的算法。

1 單片機(jī)程序的基本架構(gòu)

1.1 各部分功能介紹

通訊程序包括控制命令，如啟動(dòng)、停止、復(fù)位等；設(shè)置參數(shù)；讀取參數(shù)；讀取工作狀態(tài)及故障報(bào)警信息。定時(shí)中斷部分是用來(lái)產(chǎn)生加速器時(shí)的脈沖波形，包括主頻脈沖時(shí)序；主磁極脈沖時(shí)序；偏轉(zhuǎn)脈沖時(shí)序等；自動(dòng)搜索最大劑量率采用遍歷算法，搜索完畢后將最大劑量率保存至DS1305中掉電存儲(chǔ)；模擬量信號(hào)采集包括最大能量、劑量率、注入電流和溫度等的采集， 溫度采集用查表方法讀取溫度，在單片機(jī)中做上限報(bào)警溫度設(shè)定和允許開(kāi)機(jī)的下限溫度設(shè)定，同時(shí)實(shí)時(shí)供上位機(jī)讀取當(dāng)前溫度值顯示。擬量輸出包括燈絲電壓控制，注入電壓控制，聚攏電壓控制；為了及時(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀況，保護(hù)人員安全，當(dāng)設(shè)備異常時(shí)及時(shí)保護(hù)設(shè)備并提示設(shè)備操作人員，達(dá)到及時(shí)維護(hù)或維修設(shè)備的目的，因此做了全面的故障報(bào)警程序，包括開(kāi)關(guān)信號(hào)、電壓、電流等保護(hù)。

1.2 自動(dòng)搜索最大劑量率的算法解析

所謂遍歷（Traversal），是指沿著某條搜索路線，依次對(duì)樹(shù)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)均做一次且僅做一次訪問(wèn)。此方法應(yīng)用在自動(dòng)搜索最大劑量率上可以省去調(diào)節(jié)硬件的麻煩，精確尋找到最佳劑量率的參數(shù)匹配。結(jié)合實(shí)際情況為一個(gè)二維數(shù)組的遍歷，本控制板采用先粗條后細(xì)調(diào)的方法自動(dòng)搜索最大劑量率，實(shí)現(xiàn)此算法的C程序如下：

while （injectionAdjustnumber>0）

{

contractordata=contractordataunadjusted；

Data_ contractordata （contractordata）；

contractorAdjustnumberbuff=contractorAdjustnumber；

while （contractorAdjustnumberbuff>0）

{

currentdoserata=Data_L955A（）；

if（currentdoserata>lastdoserata）

{

lastdoserata=currentdoserata；

contractordatabuff=contractordata；

injectiondatabuff=injectiondata；

} contractordata=Data_voltageSub（contractordata，contractorAdjustingstep）；

Data_contractordata（contractordata）；

contractorAdjustnumberbuff--；

} injectiondata=Data_voltageSub（injectiondata，injectionAdjustingstep）；

Data_ injectiondata （injectiondata）；

injectionAdjustnumber--；

}

實(shí)測(cè)程序控制兩個(gè)模擬量電壓波形圖1。

2 結(jié)語(yǔ)

該文介紹了MC68HC908MR32在便攜式回旋加速器上的程序設(shè)計(jì)方案，硬件資源和性能適合并滿足此設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。飛思卡爾半導(dǎo)體公司（原Motorola公司半導(dǎo)體產(chǎn)品部）的M68HC08系列單片機(jī)在很多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)都表現(xiàn)出低成本、高性能的特點(diǎn)，它的體系結(jié)構(gòu)為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)了節(jié)省了大量時(shí)間，此單片機(jī)提供了多種集成模塊，充分發(fā)揮了它的靈活性。

參考文獻(xiàn)

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